论高层住宅结构设计中应优化的几个方面

1、论高层住宅结构设计中应优化的几个方面周浩超摘要：经济的快速发展，城市化进程的加快，高层住宅越来越受开发商及消费者的青睐，高层住宅越建越多。但由于高层住宅的结构设计十分复杂的，因此为提高高层住宅的使用年限及建筑的安全等，要对高层住宅的结构设计不断进行优化。本文主要从高层住宅的结构设计原则、高层住宅结构设计中存在的问题及应采取的措施三个方面进行简要分析。关键词：高层住宅；结构设计；优化高层住宅占地面积小、居住人群多，有效的节约了土地资源，增加了绿化面积，为城市化发展提供了空间，满足了人们日益增长的住房需求。尽管高层住宅有很多优点，但在结构设计方面仍然有优化的空间，需要人们不断去发现、改进，实现高层

2、住宅的最优化。1、 高层住宅的结构设计原则（1） 经济性原则 高层住宅在结构设计时会根据建造的层数、建造的地点等数据，在保证高层住宅的基本性能以后，采用最为经济的设计理念。例如：设计人员会严格按照标准设计结构构件，减少或避免浪费；地基的建设会直接影响建筑的成本，因此，设计人员会在保证质量、最大程度的节约建设成本的前提下，设计高层住宅的结构设计方案。（2） 舒适性原则 高层住宅主要的消费群体是追求生活质量的年轻人，所以在结构设计时一定要考虑消费者的需求，站在消费者的立场考虑问题，努力设计出舒适的房屋结构。例如可以设计多样化的户型，对室内空间进行灵活的划分，加强房间的隔音效果等，为消费者设计出舒适

3、的住宅环境。（3） 耐久性原则 在设计高层住宅的过程中，设计人员一定会考虑到建筑耐久性原则。高层住宅建筑与其他商品的主要区别就是建筑的使用年限长，且具有很强的耐用性，所以高层住宅在这方面的要求非常高。这就要求设计人员在设计建筑结构体系，以及建筑材料的选择上要格外注意，充分考虑建筑物的抗震、抗风能力，确保建筑物在使用期限内可以进行维修与保养。2、 高层住宅结构设计的现状（1） 高层住宅结构设计的现状 高层住宅建筑在近些年的发展过程中也在不断的完善，创设新的设计理论，研制高强度的建筑材料，提高高层住宅的抗震能力；同时还利用计算机等高科技手段，提高高层住宅的安全性能，加强高层住宅的质量，进一步推动高

4、层住宅的建设。 高层住宅在自身的建设与发展中，逐渐形成了巨形结构和框架简体结构。由于钢这种建筑材料具有抗震性好、强度高的特性，是其最理想的建筑材料。但如果全部使用钢建筑高层住宅，成本过高，于是钢筋混凝土被研制。钢筋混凝土具有承载力强、造价低等特点，是高层住宅相对理想的建筑材料，加之设计人员的合理规划与利用，还可以有效增强建筑的抗风抗震性能。但钢筋混凝土也有自身的弱点，自重过大以及构件断面适度大，因此还需要对此不断进行改良设计。（2） 高层住宅结构优化设计存在的问题1、 缺乏合理的结构形式 很多设计人员过于注重构件截面尺寸的优化，而忽视了合理的结构形式。然而合理的结构形式的优化往往却能比构件截图

5、的优化更能获取经济利益，因为单纯粹的构件截图优化只能优化局部的结构设计，却无法完整的优化整个设计结构。结构形式在地震作用下具有重要意义，只有满足了抗震的需求，构件截图才能发挥作用。所以设计人员要综合考虑问题，不要将眼光局限于某一点，只有考虑全面，才能使建筑的高层住宅符合质量标准。2、优化目标与工程需要不相符 结构设计在现实中常常会受到多种不确定因素的影响，导致结构设计得到结果差强人意。目前为止，在高层建筑优化的分析软件领域仍是空白，致使设计人员无法得到最优化的结构设计。因此，虽然很多结构设计的方案与布局都合理，并构件截面也没有出现错误，但在计算分析后仍然存在一些问题。要想改善这种情况，必须设计

6、合理的构图，采用科学的结构措施，加强高科技领域的开发，消除潜在的危害。3、 高层住宅结构设计优化措施（1） 设计结构方案的要求 高层设计结构方案的选择要遵循以下几个方面：第一，要根据相关的政策、规定按要求完成设计方案，使建筑与结构的关系相协调，清晰明确结构形式，使结构的受力状态达到最佳，增强其承载能力，使其具有良好的刚度与延性；第二，确保结构的安全性与可靠性。设计人员在设计的过程中，对于每一个构件的使用都要认真考虑，使每个构件之间可以相互协调，发挥其功能，节省经济成本，确保设计的高质量完成；第三，在设计时要减少或者避免外力作用的影响，因为外力作用下会发生扭转，为减少影响需要增加材料的用量，增加

7、成本，加之设计的复杂，费时费力还不经济；第四，结构设计者应多与建筑方面的人员交流，因为很多设计人员对于建筑材料的性质并不是特别了解，因此在设计过程中应多听取他们的意见，然后融入自己的设计理念，经过反复研究，设计出既安全又实惠的高质量设计结构图。（2） 设计结构方案的优化1、折减高层住宅结构的计算值高层住宅在整体框架、顶部的结构设计过程中，为填空墙体的具体实在，会出现设计时计算出来的刚度比现实中结构表现出来的刚度小，导致计算的周期与实际的周期相差甚多。当结构剪力计算值偏小时，会使房屋结构产生安全隐患，因此，设计人员应对建筑结构设计的计算值适当进行折减，但不要折减计算值的周期，完善高层住宅结构设计

8、。2、 加强剪力墙设计 连梁设计是剪力墙设计的关键。连梁刚度的增大，会导致其与墙肢的分配内力扩大，造成材料的大量增加，形成资源的浪费。因此设计人员在设计时，不要把大刚度的窗下墙作为连梁，而应将连梁设计成截面或者小刚度的弱连梁，然后对抗侧力构件进行合理的布置。抗侧力的刚度是与剪力墙的数量成正比，与结构位移成反比，抗侧力刚度的增大会使地震力增大，不利于成本控制，所以设计剪力墙要遵循分散均匀的原则，进行合理规划，控制剪力墙的数量。3、 强化建筑的耐久性 很多设计人员在设计过程中，对建筑结构使用过程方面欠缺考虑，致使一些房屋结构在外部环境下造成一定程度的损坏，降低了房屋的可靠性指数。以往高层住宅的结构

9、设计考虑的主要是成本上的节约，然而近些年来人们对生活水平质量的要求越来越高，设计人员在设计图纸时，已不能单纯的只考虑成本问题，而应将人们的需求考虑进去，抓住设计的关键点，全方面考虑问题，提升设计的整体效果。4、 强化抗震性能高层住宅设计的一项重要内容就是住宅的抗震能力，所以设计人员在设计高层住宅结构时，要充分考虑建筑物的抗震能力，依照国家相应的政策法规严格按照要求设计图纸，根据建筑的规模及经济状况进行全面、综合的考虑，确保建筑物的整体抗震能力，保障住宅安全。如在抗震机构体系的设计中，第一道防线不要选用钢筋混凝土的框架结构，减少主体结构承受重量，减少对建筑结构的压力，进而增强住宅建筑的抗震性能。总结:综上所述，高层住宅是城市化发展的产物。高层住宅的出现节省了大量的土地面积，满足了人们的住房需求，减轻了城市发展的压力。但高层住宅的结构设计仍然还有很大的优化空间，需要设计人员随着时代发展的变化，不断对设计进行改进，充分利用建筑材料的性能，设计出安全性高、抗震性强的高质量的结构设计，满足人们不断增长的需求。参考文献：1钟玉冰.谈高层住宅框支剪力墙结构设计及优化J.城市建设理论研究，2